過マンガン酸カリウムを用いた滴定で、過マンガン酸カリウムの規定度係数を求めるのは何故?一体規定度係数って何なのですか?

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A 回答 (1件)

今,滴定に1N過マンガン酸カリウム溶液を使用するとして,これが実際に1Nかどうかは保証されていません。

秤量中の誤差があったり,溶液調製操作から必然的に差が生じたり,あるいは保存中に変質したりします。

したがって,ラベルに書かれている規定度をそのまま使用して定量することは大きな誤差を生じる元になります。そこで,「規定度係数」を用いて表示の規定度と実際の規定度の差を補正しているわけです。

過マンガン酸カリウム溶液でいいますと,この溶液の調製法は「第十一改正 日本薬局方解説書」(廣川書店,1986)によると,「過マンガン酸カリウム 3.2 g を水に溶かし,1000 ml とし,15 分間煮沸して密栓し,48 時間以上放置した後,ガラスろ過器(G3又はG4)を用いてろ過し,次の標定を行なう。」となっています。

つまり,その調製法上,1N溶液を調製しても1Nになっているとは保証されないわけです。また,過マンガン酸カリウム溶液は感光分解しますので,保存中に規定度が変わっている可能性もあります。

これらの事から規定度係数が必要になるわけです。
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Aベストアンサー

Mn2+がない状態では反応が遅い為に、加熱しなければ進まないというのが普通の説明のようです。つまり、滴定をはじめた当初は、MnO4-ばかりで、Mn2+(あるいはMnSO4)は生じていない為に、反応が遅く、加熱しなければ反応が進むのに長い時間が必要であるということです。

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Aベストアンサー

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Aベストアンサー

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シュウ酸だけではプロトン数は不足します。
詳しくは、大坂教育大学付属天王寺高校 岡博昭先生のページ、↓をご覧下さい。
http://www.tennoji-h.oku.ed.jp/tennoji/oka/08ko-060.html
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やったこと↓
aKMnO4+bH2O2+cH2SO4→dK2SO4+eMnSO4+fH2O+gO2

K:a=2d
Mn:a=e
O:4a+2b+4c=4d+4e+2f+g
H:2b+2c=2g
S:c=d+e

a=1とおく。
すると、Kよりd=1/2
Mnよりe=1
Sよりc=3/2
Hより2b+3=2g
Oより1+g=2f

となりますが、これでは式があと一つ足りず、gとf(とb)が求まりません。
どのようにすればよいでしょうか。
ご回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

この不確定は過酸化水素と過マンガン酸カリウムという組み合わせによって生じたものようです。
酸化剤も還元剤も共に初めに持っていた酸素を離してしまいます。
発生した酸素がどちらから来たものかが式だけでは分からなくなるのです。

半反応式から出発すると確定するのに全反応式であれば確定しないというのは酸化剤、または還元剤で前提としている反応機構が合わせると消えてしまうというところから出てきます。

確認のために半反応式からイオン反応式を作ってみます。

H2O2 → O2+2H^+2e^-   (1)
MnO4^-+8H^++5e^- → Mn^2++4H2O   (2)

電子のやり取りが成立するように(1)と(2)を加え合わせると
2MnO4^-+6H^++5H2O2 → 2Mn^2++8H2O+5O2   (3)

この式の係数を未定係数法で合わせようとしても決まりません。
式が不確定になるのはイオン反応式でもです。
(1)(2)を合わせて(3)を作るところで情報が消えてしまっているのです。

(3)と異なる係数を持ったイオン反応式を書いてみると理由が分かります。
2MnO4^-+6H^++H2O2 → 2Mn^2++4H2O+3O2   (4)

成分元素の原子の数だけで言えば(4)も合っています。
(3)と(4)でどこが違っているのでしょうか。
(3)では生じた酸素は全てH2O2から出てきています。
(4)ではH2O2とMnO4^-の両方から出てきています。
(2)式はMnO4^-の中の酸素は全てH2Oに変わるという前提で作られています。MnO4^-の中の酸素は酸化されないのです。H2O2の中の酸素だけが酸化されます。

半反応式は酸化される元素は何か、還元される元素は何かを踏まえて書かれています。
この反応のように酸化剤、還元剤が共通に含んでいる元素が酸化されたり還元されたりする場合はイオン反応式、または全反応式を書くと不確定が生じる可能性があるということのようです。



 

この不確定は過酸化水素と過マンガン酸カリウムという組み合わせによって生じたものようです。
酸化剤も還元剤も共に初めに持っていた酸素を離してしまいます。
発生した酸素がどちらから来たものかが式だけでは分からなくなるのです。

半反応式から出発すると確定するのに全反応式であれば確定しないというのは酸化剤、または還元剤で前提としている反応機構が合わせると消えてしまうというところから出てきます。

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ご存じの方、教えて頂けないでしょうか??

Aベストアンサー

マンガンはKMnO4の正7価やMnSO4などの正2価の他に、正3価や正4価なども比較的安定です。
(よく知られている所では二酸化マンガン(IV)・MnO2)
そのため、過酸化マンガンの濃度が高くなりすぎると、Mn(VII)→Mn(II)の反応が定量的にならなくなる可能性が生じます。
(その場合の反応式は省略させて戴きますが)

滴定においてはこの「定量的反応」が大前提となりますので、これを確保するための目安として、ご質問のような滴定量が設定されています。
(滴定量がこれを著しく越える場合は、ホールピペットなどで希釈したものを滴定し、希釈率から逆算)

なお、これはあくまで上水試験法で指定されているサンプルの体積に対しての目安です。
滴定時のサンプル体積が同試験法の2倍体積だった場合は、10ml程度を目安に、ということになります。
(通常は、そういうことはしませんが)


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